Los miembros del equipo del equipo COBALT de la NASA y el equipo de Masten Xodiac celebran una reunión de intercambio técnico antes de la campaña. La reunión tiene como objetivo resolver los obstáculos técnicos y la logística de operaciones restantes en preparación para la integración de la carga útil de COBALT en Xodiac para las pruebas de vuelo de circuito abierto. La imagen está tomada en el hangar de Masten Xodiac, y Xodiac está de fondo. La carga útil COBALT se encuentra encima de Xodiac en el marco de carga útil vacío. Crédito:NASA
Muchas regiones del sistema solar piden exploración, pero se consideran inalcanzables debido a las lagunas tecnológicas en los sistemas de aterrizaje actuales. El proyecto CoOperative Blending of Autonomous Landing Technologies (COBALT), realizado por la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) y la Dirección de Misiones de Exploración y Operaciones Humanas de la NASA, podría cambiar eso.
A través de una campaña de vuelos este mes hasta abril, COBALT madurará y demostrará una nueva orientación, tecnologías de navegación y control (GN&C) para permitir un aterrizaje de precisión para futuras misiones de exploración.
"COBALT nos permitirá reducir el riesgo en el desarrollo de futuros sistemas de aterrizaje y beneficiará a los módulos de aterrizaje robóticos en las superficies planetarias al permitir un aterrizaje autónomo de precisión," "dijo LaNetra Tate, Ejecutivo del programa de STMD's Game Changing Development (GCD). "Definitivamente se convertirá en una tecnología revolucionaria".
La campaña emparejará y probará nuevas tecnologías de sensores de aterrizaje que prometen producir la solución de navegación de mayor precisión jamás probada para las aplicaciones de aterrizaje espacial de la NASA.
Las tecnologías, un Lidar Doppler de navegación (NDL), que proporciona mediciones de rango de línea de visión y velocidad ultraprecisas, y el Lander Vision System (LVS), que proporciona navegación relativa al terreno, se integrará y probará en vuelo a bordo de un despegue vertical propulsado por cohetes, plataforma de aterrizaje vertical (VTVL). La plataforma, llamado Xodiac, fue desarrollado por Masten Space Systems en Mojave, California.
"En esta primera campaña de vuelo, planeamos completar con éxito la integración, pruebas de vuelo y análisis de rendimiento de la carga útil COBALT, "explicó John M. Carson III, Responsable de proyectos COBALT. "Esto se considera una prueba pasiva, donde COBALT únicamente recopilará datos, mientras que el vehículo Xodiac dependerá de su GPS para una navegación activa "".
En una campaña de vuelo de seguimiento en el verano de 2017, COBALT se convertirá en el sistema de navegación activo de Xodiac, y el vehículo utilizará GPS solo como monitor de seguridad y respaldo.
"El conocimiento de estos vuelos conducirá al desarrollo de sistemas para su despliegue en futuras misiones de aterrizaje de la NASA a Marte y la Luna, "dijo Carson.
¿Entonces, cómo funciona?
Las tecnologías en sí son muy diferentes, pero juntos son una receta para un aterrizaje de precisión.
El NDL, desarrollado en el Centro de Investigación Langley de la NASA (LaRC), es una evolución de un prototipo volado por el antiguo proyecto ALHAT (Tecnología autónoma de aterrizaje de precisión y prevención de peligros) en el vehículo Morpheus de la NASA en 2014. El nuevo NDL es un 60 por ciento más pequeño, opera a casi el triple de la velocidad y proporciona mediciones de mayor alcance.
"El NDL es funcionalmente similar a los sistemas de radar utilizados en los módulos de aterrizaje anteriores de Marte, Laboratorio de Ciencias de Phoenix y Marte, "explicó Farzin Amzajerdian, Científico jefe de NDL en Langley. "La principal diferencia es que el NDL usa un láser en lugar de un microondas como transmisor. Operar a casi cuatro órdenes de magnitud de frecuencia más alta hace que la medición sea mucho más precisa. El NDL también es mucho más pequeño que los sistemas de radar, lo cual es un gran problema, ya que cada onza cuenta cuando se envía un módulo de aterrizaje a Marte u otros destinos ".
LVS, desarrollado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, es un sistema de navegación basado en cámaras que fotografía el terreno debajo de una nave espacial descendente y lo compara con mapas a bordo para determinar la ubicación del vehículo, explicó Carl Seubert, el líder del proyecto COBALT en JPL.
"Esto permite que la nave detecte su ubicación en relación con los grandes peligros de aterrizaje que se ven en los mapas a bordo, como grandes rocas y afloramientos del terreno, "Dijo Seubert.
COBALT es un trampolín para estas tecnologías, que encontrarán su camino hacia futuras misiones. El diseño NDL está orientado a la infusión en lunares a corto plazo, Marte u otras misiones. El LVS fue desarrollado para su infusión en la misión del módulo de aterrizaje robótico Mars 2020, y tiene aplicación para muchas otras misiones.
"Tanto NDL como LVS provienen de más de una década de inversiones en investigación y desarrollo de la NASA en múltiples proyectos dentro de programas de exploración robótica y humana, y del arduo trabajo y la dedicación del personal de toda la agencia, "dijo Carson.
"Estas tecnologías COBALT dan a las naves espaciales a la luna y a Marte la capacidad de aterrizar con mucha más precisión, mejorar el acceso a sitios interesantes en terrenos complejos y a cualquier activo de exploración previamente desplegado en la superficie, "dijo Jason Crusan, director de la división de Sistemas de Exploración Avanzada de la NASA. "Los aterrizajes también serán más controlados y suaves, potencialmente permitiendo patas de aterrizaje más pequeñas y reservas de propulsor, y resulta en un menor riesgo de misión, masa y costo ".
El equipo de COBALT se gestiona en el Johnson Space Center (JSC) de la NASA en Houston, y se compone de ingenieros de JSC, JPL en Pasadena, California, y LaRC en Hampton, Virginia. Los tres centros realizarán conjuntamente la campaña de vuelo y el análisis de datos posterior al vuelo.
"El progreso y el éxito del proyecto COBALT se ha basado en la dinámica de equipo entre los centros de la NASA que comenzó durante el proyecto ALHAT anterior, ", dijo Carson." El equipo tiene el objetivo común de desarrollar e implementar tecnologías GN&C de aterrizaje de precisión, y mantienen una comunicación constante y un enfoque en la colaboración para resolver los desafíos técnicos y las limitaciones operativas necesarias para desarrollar, interfaz y probar con éxito los sensores y la carga útil ".
COBALT involucra múltiples programas de la NASA, incluyendo los Sistemas de Exploración Avanzada (AES) de la Dirección de Misión de Operaciones y Exploración Humana, y los programas de Oportunidades de vuelo y desarrollo que cambia las reglas del juego, ambos bajo STMD. En colaboración con el programa AES, La NASA está allanando el camino para llegar más lejos en el espacio.
Basado en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California, el programa Flight Opportunities financia pruebas de vuelo de desarrollo de tecnología en proveedores comerciales de espacio suborbital de los que Masten es proveedor. El programa probó previamente el LVS en el cohete Masten y validó la tecnología para el rover Mars 2020.
Los vuelos de COBALT demostrarán la viabilidad de medición combinada de LVS y NDL para aterrizaje suave controlado de futuras misiones. Si bien los sensores son habilitadores clave para futuras misiones de aterrizaje humano y robótico a Marte, la luna y otros destinos del sistema solar, La carga útil COBALT también proporcionará una plataforma reutilizable para la integración y prueba de otras capacidades de aterrizaje de precisión y prevención de peligros desarrolladas dentro de la NASA o la industria.
